Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія
Книга Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія американського автора є вступним курсом термодинаміки, Розглядаються як основні її принципи, так і деякі технічні додатки. Виклад ведеться лише на рівні, доступному широкому колу читачів.
Книга Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія призначена для студентів нефізичних спеціальностей, які вивчають технічну термодинаміку, інженерів, викладачів фізики та школярів старшокласників.
Тенденція проявляється у дедалі частішому використанні аксіоматичного підходу, що зводить термодинаміку до вправ з висновку різних формальних тверджень із кількох положень, прийнятих просто ab initio. Інший популярний підхід полягає в тому, що, виходячи з певної мікроскопічної атомно-молекулярної моделі речовини, виводяться положення макроскопічної термодинаміки за допомогою належного поєднання механіки та статистики. Як той, так і інший підхід має свої позитивні сторони, і студент повинен бути знайомий з ними. Але мені вони здаються надто штучними, надто далекими від повсякденного досвіду, від видимого, відчутного та чутного світу і, на мій погляд, не можуть допомогти студенту в освоєнні класичної термодинаміки, яка така ефективна при описі реального світу.
В історичному аспекті класична термодинаміка виникла завдяки здатності людського розуму виводити загальні висновки із порівняно малої кількості конкретних спостережень. Потужність і краса термодинаміки свідчить про тріумфі методу індукції. Звичайно, і дедукція відіграє важливу роль при отриманні конкретних результатів із загальних принципів. Однак, щоб зрозуміти загальні принципи і з впевненістю користуватися ними, щоб навчитися легко співвідносити їх з фізичною реальністю, необхідно простежити шлях індуктивних міркувань, який привів основоположників науки до їх відкриттів.
При написанні цієї книги Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія намагався підкреслити і пояснити процес встановлення відповідності між абстрактними величинами та фізичною реальністю, постійно звертаючись до досвіду самого читача та пов’язуючи його досвід із загальним досвідом виду Homo sapiens. Я давно поділяю той погляд, що процес навчання індивідуума багато в чому подібний до процесу навчання виду. Тому у викладі вкраплено чимало історичного матеріалу. Більшості студентів це сподобалося, і вони схвалили включення до книги історичних нарисів, але деякі спочатку поставилися до них негативно, вважаючи, що історичним та іншим гуманітарним подробицям не місце у книзі, присвяченій науці та техніці. На мій подив, більшість таких негативних відгуків належала студентам, вихованим в атмосфері мистецтва, гуманітарних чи соціальних наук! Вони дотримуються уявлення про раз і назавжди задані та незмінні закони природи і, мабуть, були розчаровані, дізнавшись, що відкриття та уточнення цих законів — результат безперервних зусиль багатьох учених. Тим же студентам не подобався неформальний і вільний стиль викладу, якого я навмисне намагався досягти. Їх бентежили згадки про Чарлі. Але зрештою вони змирилися з ним і навіть отримували задоволення від такого способу навчання, який дозволяв їм іноді розслабитися.
Цю книгу Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія (у вигляді рукопису) використовували студенти, які слухали вступні курси хімії та фізики. Оскільки звичайні підручники з цих курсів повинні охоплювати дуже багато розділів, вони за потребою містять лише схематичне опис термодинамічних методів та його додатків. Для студентів-біологів і геологів ця книга цілком може бути доступним введенням у предмет, який відіграє дедалі важливішу роль у їх дисциплінах. Студентам, які припускають присвятити себе фізиці чи техніці та слухають спеціальний курс термодинаміки, ця книга буде корисною, зокрема, тому, що за своїм загальним планом та підходом вона докорінно відрізняється від стандартних підручників.
Крім того, книга Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія може бути корисною ще й тому, що вона відповідає на низку питань, які зазвичай не розглядаються в інших книгах і які студенти не наважуються ставити, оскільки вони здаються занадто елементарними. Незважаючи на свою простоту (а можливо саме тому), ця книга може служити основним навчальним посібником для студентів технічних спеціальностей, які слухають односеместровий курс термодинаміки, особливо на молодших курсах. Якщо студенти добре засвоять весь матеріал книги, вони так само твердо знатимуть основи предмета, як і більшість студентів, які використовують традиційні підручники.
З наведених вище зауважень має бути цілком ясно, що ця книга Дж. Фен – Машини, енергія, ентропія не є звичайним підручником термодинаміки. Вона не претендує на повноту, строгість та красу викладу. Вона відповідає будь-якої навчальної програмі, і, щоб читач навчився вирішувати досить широке коло завдань, йому слід звернутися до математичним керівництвам. Мета книги – допомогти читачеві досить ясно зрозуміти основні принципи та методи термодинаміки. Книга ця відверто елементарна, і автор чесно прагнув простоти.
